Пограничный слой: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
KrBot (обсуждение | вклад) м + {{нет категорий}} |
Ain92 (обсуждение | вклад) м Дoбaвлeнa Категория:Аэродинамика; удалён шаблон {{нет категорий}} с помощью HotCat |
||
Строка 21: | Строка 21: | ||
* Состояние ПС |
* Состояние ПС |
||
{{нет категорий}} |
|||
[[Категория:Аэродинамика]] |
Версия от 17:42, 26 апреля 2011
Пограни́чный слой (ПС) в аэродинамике — слой трения: тонкий слой на поверхности обтекаемого тела или летательного аппарата (ЛА), в котором проявляется эффект вязкости. ПС характеризуется сильным градиентом скорости потока: скорость меняется от нулевой, на поверхности ЛА, до скорости потока вне пограничного слоя (в аэродинамике принято рассматривать ЛА неподвижным, а набегающий на него поток газа имеющим скорость ЛА, т.е. в системе отсчёта ЛА).
Толщина пограничного слоя
В экспериментальной физике за толщину ПС принято брать такое расстояние от стенки обтекаемого тела, на котором скорость течения отличается на 1% от скорости внешнего течения. Вместо толщины пограничного слоя, часто используют толщину вытеснения: расстояние, на которое вытесняются (отодвигаются от тела) линии тока внешнего течения вследствие образования ПС. Для пластины толщина вытеснения равна приблизительно 1/3 толщины пограничного слоя.
Поскольку в ПС силы инерции и силы трения одного порядка, то приравнивая эти силы, можно получить оценку толщины пограничного слоя: , где - динамическая вязкость, - характерная длина тела (например длина пластины, если рассматривать обтекание плоской пластины), - плотность газа или жидкости, - скорость набегающего потока.
Для ламинарного ПС коэффициент пропорциональности, делающий из вышеприведённой формулы равенство, равняется приблизительно 5:
В зависимости от скорости потока, толщина ПС может составлять от нескольких сантиметров (на дозвуковых скоростях), до значений меньше миллиметра (на гиперзвуковых скоростях.
Значение пограничного слоя
- Сила трения
За счет сил трения в ПС даже бесконечно тонкая пластина при движении в газе будет испытывать сопротивление - сопротивление трения или вязкое сопротивление.
Оценка силы сопротивления для пластины даёт: , где b - ширина пластины.
Из оценки видно, что сопротивление пропорционально скорости потока в степени 3/2 и квадратному корню из длины пластины.
- Состояние ПС